海洋能源简介

《2019年中国海洋经济统计公报》已经发布。那么，2019年中国海洋经济都有哪些特点，请看国家海洋信息中心主任何广顺的解读。

2019年，面对复杂多变的国内外形势，我国海洋经济总量稳步提高，经济结构持续优化，产业发展水平继续提高，内生动力持续增强，稳增长、促改革、调结构、惠民生取得显著成效，海洋经济发展质量稳步提升，为海洋强国建设提供有力支撑。

海洋经济总体实现稳步增长

海洋经济规模持续扩大，2019年全国海洋生产总值超过8.9万亿，十年间翻了一番。海洋经济“引擎”作用持续发力，海洋生产总值比上年增长6.2%，高于国内生产总值0.1个百分点，海洋经济对国民经济增长的贡献率达到9.1%，拉动国民经济增长0.6个百分点。海洋生产总值占国内生产总值的比重近20年连续保持在9%左右，占沿海地区生产总值的比重连续3年稳步上升，2019年超17%。

海洋经济结构持续优化

海洋经济结构持续优化，海洋服务业“稳定器”作用进一步增强。海洋第一、第二和第三产业增加值占海洋生产总值的比重分别为4.2％、35.8％和60.0％，与上年相比，第三产业比重提高0.9个百分点。海洋服务业增加值占比连续9年稳步提升，拉动海洋生产总值增长近5个百分点，对海洋经济增长的贡献率超过75%。2019年滨海旅游业全年实现增加值18086亿元，比上年增长9.3%。

海洋产业结构调整取得成效，发展水平不断提升。海洋油气增储上产态势良好，海洋原油生产增速由负转正，扭转了2016年以来产量连续下滑的态势，产量4916万吨，比上年增长2.3%；海洋天然气产量持续增长，达到162亿立方米，比上年增长5.4%。海洋交通运输业平稳增长，海洋交通运输业增加值6427亿元，比上年增长5.8%；海洋货运量36亿吨，增长8.4%；沿海港口货物吞吐量92亿吨，增长4.3%。海洋船舶工业实现较快增长，全国造船完工量3672万载重吨，比上年增长6.2%；全年实现增加值1182亿元，比上年增长11.3%。随着海上风电补贴政策窗口期的临近，海上风电并网装机容量显著提升。截至2019年底，累计并网容量达593万千瓦，比上年增长63.4%。

区域海洋经济不断壮大，北部、东部和南部海洋经济圈海洋生产总值分别为26360、26570和36486亿元，分别是2010年的1.9倍、2.1倍和2.8倍。随着粤港澳大湾区、中国（海南）自由贸易试验区等重大战略持续发力，南部海洋经济圈持续领先，2010年以来其海洋生产总值年均名义增速达12%以上，占全国海洋生产总值比重由2010年的33%增长到2019年的41%。

海洋经济对民生改善的贡献日益增强

海水产品保障方面，海洋渔业稳步增长，质量效益不断提升，为社会提供了丰富的水产品，全年增加值比上年增长4.4%。能源供给和保障方面，渤海海域发现大型油气田，探明超千亿方天然气地质储量、超亿方凝析油地质储量，可供百万人口城市的居民使用上百年；总装机规模达1700千瓦的浙江LHD模块化潮流能机组连续运行时间居世界首位，至少可以满足900户海岛居民日常生活用电。生活便利度提高方面，平潭海峡公铁大桥全线贯通；220千伏珠海叠泉输变电工程海底电力隧道全线贯通。生活品质提升方面，邮轮旅游呈回暖态势，全国邮轮码头出入境旅客近413万人次，从2019年5月起，连续8个月降幅呈现收窄趋势。

海洋对外贸易总体向好发展

面对中美贸易摩擦，我国不断提高涉海产品国际竞争力，持续优化产品结构，进一步提高海洋对外开放水平，稳步推进“21世纪海上丝绸之路”建设，海洋对外贸易持续向好发展。“海上丝绸之路”贸易往来持续扩大，我国与海上丝路沿线国家海运进出口总额比上年增长4.6%，其中，出口增长6.7%，进口增长1.6%。我国海运出口同比略增，海运出口贸易总额为16601亿美元，比上年增长0.2%。涉海产品进出口贸易趋势向好，重点监测的涉海产品进出口贸易总额为637亿美元，比上年下降3.6%，连续4个月降幅收窄。海洋船舶完工出口同比基本持平，全国完工出口海洋船舶991万修正总吨，比上年下降0.6%。

海洋经济发展内生动力进一步增强

科技创新与成果转化对海洋产业发展的推动作用日益显著。海水淡化工程加快实施，可每日淡化海水18万吨的舟山绿色石化基地海水淡化一期工程已建成并投入使用。海洋生物医药业取得新突破，我国自主研发的治疗老年痴呆（阿尔兹海默症）的海洋药物甘露特钠胶囊（商品名“九期一”）有条件获批上市，填补了17年来全球抗阿尔兹海默病治疗领域无新药上市的空白，成为全球第14种海洋药物。海洋可再生能源产业化水平不断提高，全球首个波浪能装机达120千瓦的养殖平台“澎湖号”交付使用，可提供1.5万立方米养殖水体。海洋船舶领域取得新成绩，自主建造的“雪龙2”号首航南极，全球首艘超大型智能原油船（VLCC）“凯征”轮交付。

供给侧结构性改革稳步推进

随着供给侧结构性改革持续推进，涉海市场主体活力进一步释放。重点监测行业中新登记涉海企业共2.3万个，比2015年翻了一番；2019年末，实有涉海企业比上年增长10.7%，连续4年增长过万。其中，海洋旅游业实有企业基数大、增长快，连续5年保持两位数增长；海洋可再生能源利用业、海洋技术服务业等高技术产业实有企业数量增速较高，5年来年均增速分别为39.9%和20.4%。规模以上涉海工业企业效益状况保持稳定，重点监测的规模以上涉海工业企业营业收入利润率为10.1%，高于全国同期4.3个百分点，与去年同期持平。规模以上涉海工业企业利润略有下降，利润总额为1439亿元，比上年下降2.5%，降幅低于全国0.8个百分点。主要原因在于，一是企业营业收入有所下滑，2019年为14199亿元，比上年下降2.6%；二是成本出现小幅上升，挤压了利润空间，涉海工业企业每百元营业收入中成本为79元，虽低于全国同期5.1元，但比上年增加1.1元。

中国面临的能源危机 我国的可再生能源有着得天独厚的优势，是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境具有重要的作用。积极开发和利用核能、太阳能、风能、电能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源，是实现我国经济社会可持续发展能源战略的必然选择。 1我国的能源危机与环境危机凸显 1.1中国面临严重的能源短缺危机 我国是一个能源生产大国和消费大国，拥有丰富的化石能源资源。2006年，煤炭保有资源量为10345亿吨，探明剩余可采储量约占全世界的13%，列世界第三位。但是中国的人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1/15左右。能源资源赋存不均衡，开发难度较大，已探明石油、天然气等优质能源储量严重不足。再加上能源利用技术落后，利用低下，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度比其他国家更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重。因而，日益增长的对外能源需求造成的能源压力迫使我们不得不寻找解决能源危机的突围之路。 1.2不合理的能源结构引发严重的环境危机 我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，一次性能源生产和消费65%左右为煤炭，大量使用煤炭，使 66%的中国城市大气中颗粒物含量以及22%的城市空气二氧化硫含量超过国家空气质量二级标准。长期以来这种以煤炭为主的能源结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。伴随着经济的快速发展和能源需求量的持续增长，化石燃料燃烧所产生的温室气体排放给环境造成了越来越沉重的压力。面对当前化石能源消耗带来的严重环境危机，调整能源结构已迫在眉睫。 2发展利用可再生能源是解决中国能源危机的有效途径 可再生能源是可以永续利用的能源，如水能（小水电）、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。目前，世界各国都力推可再生能源，中国更应该把握住发展可再生能源的时代走向，争取在可再生能源开发利用上走在世界前列，缓解日益加重的能源危机与环境压力。 2.1中国可再生能源具备良好的资源基础 我国可再生能源品种齐全，数量多，资源基础雄厚。我国小型水电（指≤5万千瓦的水能资源）的可开发量为1.2亿千瓦，目前仅开发了不到 1/4；全国陆地每年接收的太阳辐射能相当于24000亿吨标准煤，如果按陆地面积的1%、平均转换效率按20%计，一年可提供的能量达48亿吨标准煤，相当于2006年全国一次能源消费量（24.6亿吨标准煤）的两倍；我国10m高度层的风能总储量为32亿千瓦，实际可开发为2.53亿千瓦，加上近海（1~15米水深）风力资源，可装机容量达10 亿千瓦；生物质能资源也十分丰富，秸秆等农业废弃物每年约有3.0亿吨标准煤，薪柴资源为1.3 亿吨标准煤，加上城市有机垃圾等，资源总量近7亿吨标准煤。通过品种改良和扩大种植，生物能的资源量可以在此水平上再翻一番。此外，还有地热能和海洋能等，可供大规模长期开发利用。总之，中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。 2.2中国可再生能源具备良好的市场基础 我国可再生能源具有巨大的潜在市场，随着我国经济的进一步发展和全面小康建设的推进，必将对能源供应提出新的要求。同时，我国又是一个农业大国，61%的人口生活在农村，农村能源利用率处于较低水平，每年要消耗6亿多标准煤的能量，其中一半的能源靠作物秸秆和砍伐树木获得，这使得生态环境遭到破坏，荒漠化程度加剧。作为农村能源供应的重要补充，利用可再生能源正在为农村提供气体燃料、提供生活热水、为偏远地区农户解决无电问题等方面发挥重要作用，直接提高农民生活质量和改善农村环境质量。可再生能源的利用是农村能源与环境协调发展重要途径。所以，客观上的迫切需求为可再生能源提供了巨大的市场。 3中国可再生能源开发现状与面临的挑战 3.1中国可再生能源的产业发展已初具规模 20世纪90年代以来，我国的可再生能源开发利用已经取得显著进展。2007年，我国可再生能源利用总量居世界首位。2007年我国小水电利用总量占世界一半，水电勘测、设计、施工、安装和设备制造均达到国际水平，已形成完备的产业体系；2007年，我国光伏电池产量达到100万千瓦，超过日本，位居世界第一；太阳能热水器使用量为5200万平方米，约占全球使用量的40%。据测算，使用1平方米的太阳能热水器每年可节约120千克标准煤。太阳能利用得到快速发展，在能源供应中占10.32%，居第二位；目前全国已建成并网风力发电装机容量57万千瓦，2007年的风电装机容量达到590万千瓦，比2006年增加了330万千瓦2007年，我国可再生能源年开发利用总量折合2.2亿吨标准煤，占一次性能源消费总量的8.5%。我国是一个农业大国，生物质能材料来源广泛，生物质发电装机容量已达到相当规模，农村年产沼气102亿立方米，相当于1600万吨煤；沼气工程实现了标准化生产，沼气技术服务体系已比较完善；另外我们在可再生能源利用技术上取得很大突破，相当一批技术已发展到商业化初始阶段。 3.2中国可再生能源发展面临的挑战 3.2.1政策障碍 国家和政府的法律政策导向对可再生能源发展起着至关重要的作用，但是我国可再生能源的相关政策体系还不完整，经济激励力度较弱，政策的稳定性和协调性差，还没有形成支持可再生能源持续发展的长效机制。我国可再生能源的立法比较晚，法律体系不健全，仅出台了一部《中华人民共和国可再生能源法》。此外，各地方缺乏相应的法律政策，不能很好地贯彻中央的政策，形成促进可再生能源产业发展良好的政策环境。 3.2.2资金障碍 我国可再生能源在2007年已达到12亿美元，仅次于德国，居世界第二。但我国的新能源发展并没有纳入政府各级财政拨款渠道；与金融机构和发展中国家政府的金融政策和法规联系不到位，使本来很值得信赖的项目与商业应用也缺乏信贷和风险投资。 3.2.3技术障碍 技术开发能力与产业体系薄弱，关键技术掌握得少。除水电、太阳能热利用、沼气外，其它可再生能源技术水平较低，缺乏自主技术研发能力，设备制造能力弱，技术和设备生产主要依赖进口，技术水平和生产能力与国外先进水平差距较大。同时，可再生能源的资源评价、技术标准、产品检测和认证等体系不完善，人才培养不能满足市场快速发展的需要，没有形成支撑可再生能源产业发展的技术服务体系。 3.2.4市场障碍 由于可再生能源开发难度大，开发市场化起步晚，所以商品化程度低，产业化薄弱。市场经验不足阻碍着可再生能源工业有效地提供产品和服务，存在普遍的产品质量问题和服务问题，市场法规不足和缺少工业标准的风险抑制着需求增长。长期以来，我国可再生能源发展缺乏明确的发展目标，缺乏连续稳定的市场需求。虽然国家支持可再生能源发展的力度逐步加大，但由于缺乏强制性的可再生能源市场保障政策，没有形成稳定的市场需求，可再生能源发展缺少持续的市场拉动。市场障碍阻碍着可再生能源产业链条的形成和发展。 4中国可再生能源的突围之路 4.1将可再生能源战略纳入国家能源战略 可再生能源比重的提升传递着“绿色经济”正在兴起的信息，2012年《京都议定书》到期后，新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。如何面对“后京都议定书时代”，可再生能源成了我们势在必行的发展之路。 可再生能源是我国能源优先发展的领域。可再生能源的开发利用，对增加能源供给、改善能源结构、促进环境保护具有重要作用，是解决能源供需矛盾和实现可持续发展的战略选择。《可再生能源中长期发展规划》中提出到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%，到2020年达到15%的发展目标。由科技部主持的《中国后续能源发展战略研究》对到本世纪中期我国能源需求进行了预测。从预测结果看，若采用生态驱动方案，到2050年可再生能源将成为能源结构的主角之一，达到30%以上。因此，我国发展可再生能源的战略目标将是：最大限度地提高能源供给能力，满足实现全面建设小康的要求，改善能源结构，实现能源多样化，建立可持续的、安全的能源供应体系。 4.2切实加强法律保障 各级政府应切实加强政策扶持力度，尽快建立规范的保障制度，实行政府问责制。应完善可再生能源法律制度，尽快建立可再生能源相关的法律法规体系，加快出台《可再生能源促进法》、《循环经济法》等促进可再生能源发展的法律法规。为增加可再生能源供应、规范可再生能源市场、优化能源结构、维护可再生能源发展提供法律保障，这也是我国能源发展的必然要求。 4.3建立多渠道的开发机制 开发利用新能源和可再生能源是当今国际一大热点，要抓住当前大好时机，将自主创新与技术引进，建立和形成以国内制造为主的装备能力。一是各级政府要从财政上支持新能源的开发，积极吸引和引导社会、企业、个人投资可再生能源，促进可再生能源的开发利用。二是要进一步拓宽合作领域，加强与国际组织和机构的联系与合作，提倡双边、多边合作研究及合作生产。加强人与技术信息交流。采取切实措施，为吸引国际机构和社会团体、企业家和个人来华投资、独资或合资开办各种新能源和可再生能源实体创造条件。 4.4培育可再生能源市场 一是在中央、地方提供政策支持的基础上，鼓励企业打破限制，实行横向联合，积极引进新工艺、新技术，不断提高产品质量，降低成本，扩大销路。二是鼓励有条件的企业和个人开办新能源技术服务公司，为消费者提供新能源技术产品的安装、调试、维修保障服务，同时政府应为这些公司的技术人员提供技术培训，提高其技术业务水平，逐步培育起持续稳定的可再生能源市场。三是加强建立可再生能源技术产品的评价指标体系，产品的检测和质量认证体系，建立国家级质量监测系统，建立健全市场保障机制，同时形成支撑可再生能源产业发展的技术服务体系。激励新能源消费，完善促进可再生能源开发利用的市场环境，逐渐培育起持续稳定的可再生能源市场。

蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海洋温差能和海洋盐度能。除了潮汐能、潮流能来源于月球和太阳的引力外，其他海洋能主要是直接或间接来源于太阳辐射。潮汐能、波浪能、海流及潮流能是力能，海洋温差能是热能，海洋盐度差能是渗透压能。五种海洋能在全球的理论可再生总量约为788亿千瓦，技术上可能利用的能量为64亿千瓦。由于海洋能的存在形式不同,在技术上转换的方法也不同。通常将海洋能转换成电能，也可以转换成其他形式的能量。目前，仅有潮汐发电技术和小型波力发电技术进人实用阶段，其他几种海洋能转换技术尚在试验研究阶段。海洋能具有如下特点:能量密度低，单位体积、面积或长度上所蕴藏的量小有的海洋能不够稳定，随时间变动性大所有海洋能都发生在海洋环境中。上述特点使海洋能集能及转换装置体积庞大、技术复杂有的海洋能在实用中需要配备调节和蓄能装置海洋能装置需具备抗海生物附着、防海水腐蚀和抗风暴的能力。海洋能发电站的经济性目前尚不能与火电、水电电站相竞争，但海洋能总蕴藏量大、无污染，开发时对环境影响小，是一种有开发潜力的可再生能源。

海洋能是可再生能源

海洋能指依附在海水中的可再生能源。海洋通过种种物理过程接收、储存和散发能量。这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式，存在于海洋之中。整个海水的容积多达13.7亿立方千米。

一望无际的大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量。它将太阳能以及派生的风能等，以热能、机械能等形式蓄在海水里，不像在陆地和空中那样容易散失。所以海洋能是可再生能源。

浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富矿产资源，更是一个巨大的能源宝库，仅大洋中的波浪、潮汐、海流等动能和海洋温度差能、盐度差能等物理化学能的存储量就非常惊人。

这些海洋能源都是取之不尽，用之不竭的可再生能源。所谓“可再生”，是指它们可以不断得到补充，永不枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。

潮汐能就是潮汐运动时产生的能量，人们根据潮汐潮流的变化规律，已经编制出各地潮汐与潮流的运动表，并能预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。

波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。波浪能既不稳定又无规律，但它所具有的能量也是非常惊人的。由此可见，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。因此，海洋能源的开发正受到全世界的关注。

中国是一个发展中的海洋大国，有着18000公里的大陆岸线、14000公里的岛屿岸线，6500多个500平方米以上的岛屿和近300万平方公里的主张管辖海域。

据国土资源部统计，“十一五”期间，中国海洋经济年均增长13．5%，持续高于同期国民经济增速。2011年，中国海洋生产总值达到4．557万亿元，与“十一五”期初（2006年的2．1592万亿元）相比翻了一番多；海洋生产总值占国内生产总值和沿海地区生产总值的比重分别为9．7%和15．9%；涉海就业人员3420万人。海洋经济已经成为拉动国民经济发展、构建开放型经济的有力引擎。

数据显示，海洋经济业已成为带动中国东部沿海地区率先发展的强有力支撑，特别是进入“十二五”以来，海洋经济继续保持良好发展势头。辽宁沿海经济带、河北曹妃甸工业区、天津滨海新区、山东半岛蓝色经济区、上海浦东新区、浙江海洋经济发展示范区、江苏沿海地区、福建海峡西岸经济区、广东海洋经济综合开发试验区、广西北部湾经济区和海南国际旅游岛等沿海区域开发布局的形成，更使海洋经济的发展如虎添翼，方兴未艾。

中国海洋传统产业不断提升。海运能力不断提高，超过亿吨的港口20个，货物吞吐量连续7年保持世界第一；海洋油气生产跨入大国行列，2010年海洋油气产量首次超过5000万吨油当量，这相当于一个“海上大庆”；造船能力全面提升，2011年造船工业的造船完工量、手持订单量、新承接订单量位居世界第一，船舶出口覆盖全球169个国家和地区；海水工厂化养殖和远洋渔业捕捞能力显著提升，海洋水产品加工和出口能力不断提高。

海洋新兴产业快速起步，正在成为“十二五”中国海洋经济乃至中国经济转型的最大看点。目前中国海上风能发电技术进入商业化运行阶段，潮流能、波浪能发电技术进入示范运行阶段；海水提钾、溴、镁技术进入工业化试验阶段。以海洋高技术为支撑的海洋战略性新兴产业快速发展，年均增速超过20%。2011年，海水利用业增加值近10亿元，与“十一五”期初相比翻了一番；海洋可再生能源业增加值近49亿元，是“十一五”期初的10倍多。同时邮轮、游艇、休闲渔业、海洋文化、涉海金融及航运服务业等一批新型服务业态加快发展。

2008年，我国主要海洋产业总体保持较快增长，实现增加值12243亿元，比上年增长10.4%。

——海洋矿业。2008年，我国继续加强对海砂开采的管理力度，非金属矿的开采得到有效控制，金属矿业的生产规模不断扩大，海洋矿业产业结构进一步优化。全年实现增加值9亿元，比上年增长21.3%。

——海洋盐业。2008年，海洋盐业生产努力克服年初低温雨雪冰冻灾害以及生产成本上涨带来的影响，生产经营继续保持稳定的发展态势。全年实现增加值59亿元，比上年增长11.2%。

——海洋渔业。2008年，各沿海地区控制渔业捕捞强度，大力调整海洋渔业产业结构，海洋渔业平稳发展，全年实现增加值2216亿元，比上年增加3.3%。山东省海洋渔业增加值占全国海洋渔业增加值的33.8%，继续保持全国首位。

——海洋油气业。2008年，受国际油价大幅波动影响，海洋油气业产值上半年增长较快，下半年增幅回落。全年实现增加值874亿元，比上年减少1.1%。

波浪能发电原理示意图

距离澳大利亚西部澳大利亚州首府珀斯海岸线数千公里远，隐藏在海波之下，也在监视船只的视野之外的地方，有三个巨大的浮标很快会开始工作，通过捕获海洋能来发电。这些橘色的浮标宽11米、高5米，看起来有点像巨大的南瓜。每当海波经过，这些被绳子拴住的浮标就会驱动海底的水力泵，将海洋的运动能转变成720千瓦的电能，为附近的海军基地供电。

这些浮标由澳大利亚卡内基波能研究所研制而成，这是人们从海洋捕获能量的最新尝试，这些浮标将于今年6月“上岗”运行。研究人员表示，这个具有开创性的海洋能捕获计划可能会产生巨大的反响，带动海洋能产业的快速发展，但该领域的有些资深人士对其持谨慎乐观的态度。

前景光明但道路曲折

从理论上来说，海洋中蕴含的能量足以满足全球的电力需求，而且不会产生任何污染。另外，与风能或太阳能技术相比,尽管海洋能发电技术要落后十几年，但其具有独特的优势：能量密度高，波浪能的能量密度是风能的4到30倍；与太阳能相比，海洋能不受天气的影响，更加稳定可靠。此外，海洋能也拥有地理上的优势：全球有大约44%的人生活在距离海岸线150公里内。尽管潜在的环境影响还有待进一步调查，但许多研究者认为，海洋能是比风能更理想的能量来源。

据国外媒体报道，2012年8月，澳大利亚澳洲联邦科工组织发表报告称，到2050年，利用海浪发电将能提供11%的澳大利亚全国用电量，可以满足像墨尔本一样大小的城市用电需求，可能受益于海浪发电的地区包括澳大利亚州第4大城市珀斯、澳大利亚南部海岸以及东部海岸的一部分地区。不过，该报告同时也指出，经济、技术、环境和社会方面等因素也会影响海浪发电在澳大利亚未来整个能源构成中所占的比例。

尽管如此，利用海洋能发电这个研究领域一直进展缓慢：迄今为止，所有已经研制出的庞大设备当中，还没有一台设备在竞争白热化的能源市场证明自己物有所值。而且，很少有设备在长期遭受海洋恶劣环境的蹂躏后还能存活并发电。尽管在过去10年，10家大公司对海洋能的总投入已高达7.35亿美元，但来自潮汐和波浪的海洋能仍然没有取得实质性的进展。实际上，海洋能一直“身价”昂贵，堪称地球上最昂贵的一种能源形式。

不过，对于那些希望利用海洋能的人来说，前景比以前更加明朗。在过去几年，业界已经有几家大公司收购了捕获潮汐能（这是最早的捕获海洋能的方式，潮汐能是指从海水面昼夜间的涨落中获得的能量。在涨潮或落潮过程中，海水进出水库带动发电机发电）来发电的初创公司。另外，今年3月份，加拿大芬迪湾批准了三个潮汐能项目，芬迪湾每日海水潮汐所达高度为16.2米，比世界任何其他水域的潮汐高出了5到10倍，每日有1000亿吨海水两次流入和流出芬迪湾，其水量超过全球所有淡水河的水流总和。潮涨潮落的过程需要6小时13分钟，发电潜力巨大。

该地区利用潮水发电的尝试始于上世纪20年代，但由于工程技术方面的困难，施工费用昂贵，湾内航运活动频繁和可能导致的环境污染，以及私人电力公司的反对等种种原因，大规模开发利用潮水资源发电的计划迄今尚未能实现，现在，冰川似乎正在慢慢消融。

而海域波浪能针对的则是一种更强大也更捉摸不透的能量来源，目前，该领域的发展出现了一些倒退，上个月通过的按比例缩减俄勒冈海岸线附近的波浪能装置的决定就是例证。据美国可再生能源世界网站报道，2012年8月20日，美国联邦能源管理委员会同意位于新泽西州的海洋能技术公司在俄勒冈州近海建造一个1.5兆瓦波浪能入网电站，这是美国境内第一家获批的波浪能电站。2013年春天，该公司开始在俄勒冈州近海部署其波浪能设施— 一种长达100多英尺的计算机浮标，当波浪经过时浮标会上下快速摆动以捕捉能量。

尽管如此，很少有人怀疑，这两类海洋能最终仍会繁荣昌盛起来。去年，位于伦敦的彭博新能源财经咨询公司指出，有超过22个潮汐能项目和17个波浪能项目有望在2020年之前安装成功，这些项目都能提供超过1兆瓦的电能，足以为250个家庭供电。

能源专家希望有一天，海洋能会为沿岸城市提供大量可靠且没有碳排放的能量。欧洲海洋能中心的执行主管尼尔·柯尔默德表示：“研究显示，这比人们最初设想得要更加困难，但我们能做到。”欧洲海洋能中心是位于英国奥克尼岛上的波浪能和潮汐能设备的主要测试机构。他说：“我们已经证明，我们能够利用不断运动的海水发电，这是一个巨大的进步。”

潮汐能：需要更多金钱投入

斯特兰福德湾是英国北爱尔兰地区最大的城市贝尔法斯特东南部一个小小的水湾，一天两次，大约有3.5亿升潮水流经一条狭窄的海峡，流进斯特兰福德湾，随后又回到海洋中。海湾中有一座高塔，其基座被牢牢地固定在海底，基座上有一对16米长的螺旋桨（推进器）。海水流经高塔产生的力量与风以555千米/小时行进产生的力量相当，会推动螺旋桨以15次/分的速度告诉旋转，产生的电能高达1.2兆瓦。

其实，除了传统的螺旋桨，潮汐能公司也尝试过一些奇妙的装置，比如螺丝锤、水上飞机和水下风筝等来发电。然而，在效率方面，斯特兰福德湾使用的设备是其中的佼佼者。这台设备由英国布里斯托尔洋流涡轮机公司研制而成，该公司的数据表明，迄今为止，整个潮汐能工业提供的电力，有90%由这一设计产生。

斯特兰福德湾潮汐能发电项目的高效吸引了工业巨头—德国慕尼黑市西门子公司的兴趣，并于2012年接管了该公司。洋流涡轮机公司目前打算于2016年前，在威尔士的海岸线上铺设5台2兆瓦的设备阵列，目前，他们正在为首批设备的上马做准备，每台设备的成本约为1500万美元。该公司的主席凯·科尔摩尔表示，他们除了增加这台机器的尺寸，也增加了第三片扇叶，这一方面可以减少振动，并使机器更经久耐用。

位于美国波特兰缅因州的海洋可再生能源公司的首席执行官克里斯托弗·索尔表示，尽管像西门子这样的大公司正在进入这个产业，但整个产业面临的最大挑战仍然是吸引足够多的资金来制造高效耐用的设备模型。索尔的公司已经研发出了一款独特的设备，并将其铺设在缅因州的海岸线附近，这台设备看起来有点像一台联合收割机不断旋转的叶片。该公司目前正在研究第二代设备，最早将于2015年完成铺设工作。

尽管这个领域取得的进步非常大，但人们的疑虑并没有因此而削减，科尔摩尔说：“我认为有些风险投资公司已经对我们不抱太大希望，但这本身就不是一个能快速赚钱的行业。”

波浪能：经久耐用的机器是“重头戏”

波浪中蕴含有巨大的能源潜力，但波浪能产业面临着与潮汐能完全不同的挑战，那就是：研制出能稳定可靠地提取这种能量并能在海洋的恶劣环境下持续运转的机器。许多公司已经设计出了各种类型的机器，从自由摆动叶到能将船只的摇摆转变成圆周运动从而驱动船上发电机的回转仪设备等，不一而足。

每款设备都有自己的优势，但卡内基波能研究所铺设在澳大利亚的浮标则从水上转移到了水下，这样做的目的一方面是逃脱海洋表面波浪狂暴的撞击；另外，也避开设备是否好看、是否符合美学原则等方面的争论，而风力发电厂就面临着这样的争论。

随着波浪携带者浮标上下游动，海床上的水泵会通过一个密闭的圆环让液体循环，这个延伸起来大约有3千米长的圆环与海岸上的发电设备紧密相联。整套设备操作起来像风笛：不断积累压力，随后再缓慢地将压力释放出来从而持续不断地发电。同样的设备总共有三套，每套设备的发电量都可达到240千瓦。卡内基波能研究所曾于2011年在相同海域对旧型号机器进行测试，其发电量只有新型号的1/3。该公司首席运营官格雷格·艾伦透露，第一款商用型号最早将于2018年面世。

位于英国爱丁堡的海蛇波浪能发电公司则采用了另外一种不同的方法。该公司让5个漂浮于海面的浮标相互连接，这些浮标会随着波浪像蛇一样上下浮动。每个浮标都独立运动，而且，位于每个节点的液压泵都能使用波浪的运动来将液体输送到船上的发电机来发电。

海蛇波浪能发电公司目前正在奥尼克岛上测试一套750千瓦的设备。而且，该公司也与苏格兰电力可再生能源公司合作，为液压泵添加能降低内部磨损和撕裂的新元件。另外，该公司还在研究算法，希望借此能让该设备独立调整其16个水压泵并使发电量达到最大。

虽然对波浪能的利用取得了不少成就，但其吸引的商业投资仍然乏善可陈，彭博新能源财经咨询公司的主编安格斯·麦克罗恩指出，主要原因在于，就是没有一套设备能在抵御恶劣海洋环境的同时稳定供电。

环保和经济效益将取得双赢

除了受到资金和技术的制约外，海洋能工业的发展还受到众多监管部门的制约，主要集中在对鱼类的保护方面，这些人担心风力涡轮机周围鸟类大批死亡的惨剧可能会在海洋上再次上演，因此，制订了一些严苛的规定，比如，在进行海上测试前，海洋流涡轮机公司必须在其涡轮机上放置海豹检测设备，一旦海豹靠近涡轮机（这种事情基本不会发生），该检测设备就会按下紧急关闭按钮。另外，对爱尔兰OpenHydro公司设计的位于海床上的涡轮机会将虎鲸变成鲸鱼寿司的担忧几乎扼杀了在皮吉特海峡（美国华盛顿州西北部太平洋一狭窄而形状不规则的海湾）对这一设备进行测试的提议。

美国缅因州立大学的鱼类生物学家盖尔·兹德尔维斯基表示，她在海洋可再生能源公司安装的潮汐电机组附近只能得到鱼类活动的有限数据。她说，鱼类很可能会主动避让涡轮机，但她对一件事情很好奇：当在这组涡轮机组附近再铺设一台机组会发生什么情况？她的研究小组仍在收集基础数据，目的是改善其研究模型并弄清楚潜在影响，需要进行多少实地调查工作。

其他人则在实验室忙得热火朝天。美国能源部下属实验室的生物学家们进行了一些测试实验，他们让鱼儿通过涡轮机并将鱼儿置于与将能源传到岸上的电缆周围类似的电磁场中进行观察。最终得到的数据显示，这两项研究结果都表明，鱼类并没有受到永久性的伤害。

以在皮吉特海峡生活的虎鲸为例，美国能源部下属的西北太平洋国家实验室和桑迪亚国家实验室能源部门的研究人员对最坏的一种可能性进行了研究分析：假如一头好奇的虎鲸不小心把头夹在其中一台涡轮机中了，结果会怎样？

这两个研究团队对多种不同的橡胶材料（主要用于模拟虎鲸的皮肤）进行了测试，并制作出了一个模型，以便了解涡轮机的叶片对虎鲸可能会造成的潜在伤害。去年，有一台死的鲸鱼被冲到了位于西雅图附近的海岸线上，科学家利用计算机，对这头鲸鱼的头盖骨进行了电脑断层扫描，希望能找出鲸鱼的脂肪和皮肤的薄弱点，并利用这些信息来改进他们的模型。他们也提取了一些鲸鱼的皮肤，在实验室对其强度进行了测试。

研究结果已于今年1月发布。该研究的领导者、西北太平洋国家实验室的海洋生物学家安德鲁·考平表示，结果表明，如果一头虎鲸迎头撞上涡轮机的一片扇叶，那么，它很可能只会受到一点小擦伤。考平说：“当鲸鱼撞上船只，只有额骨断裂才有导致它死亡，而虎鲸撞上扇叶产生的力量根本不足以让这种事情发生。”基于此，今年3月20日，联邦能源管理委员会批准了该小组在皮吉特海峡进行涡轮机测试的申请。

考平也正领导一个国际研究团队，收集和整合所有与潮汐能和波浪能发展有关的环境研究，目的在于找出最有可能产生的影响，然后集中精力解决这些问题。

第一份报告已于2013年1月发表，其要点专注于以下3个领域：动物的相互作用、涡轮机噪音以及从海洋系统提取能量和降低海水流动速度产生的影响。该研究团队报告称，到目前为止，没有证据表明，相关产业的发展会对海洋生物或海水流动产生重大影响，但大型设备的影响目前还难以预测。

这三个领域中，噪音问题相对来说更难解决。研究者已经对单台设备进行了精细测量，结果发现，在被困于设备之内24小时后，鱼类除了受到一些皮外伤外，似乎可以忍受这台机器产生的噪音，但成套设备可能会产生的长期而广泛的影响难以预测。适度的噪音或许有助于驱使动物远离机器，但如果噪音太大，将对鲸鱼以及其他依靠声音通讯的动物造成影响。考平说：“这些项目中，很多项目或者说所有项目都需要很好地监控，海洋是所有人的后院，因此，在涉及海洋的研究中，我们多么小心都不为过。”

开发者、研究者和环保主义者都认可的一点是：为了更好地了解相关产业的经济效益和环境影响，需要在海上布置更多机器。彭博新能源财经咨询公司的主编麦克罗恩认为，由于缺乏商业利益以及一些项目的终止，波浪能可能无法在他们的下一次评估中占有一席之地，但他也相信，相关产业必将在经济效应和环境保护两个方面获得双丰收。

该领域目前的一个热点是加拿大的芬迪湾，此处很快将有三个项目上马，包括安装一套能发电4兆瓦的设备，其中两台设备来自OpenHydro公司，到2015年，这些设备将能为1000户家庭供电。如果一切都按计划进行，该公司希望对设备进行增加和升级，最终能发电300兆瓦。尽管这仅仅相当于一个小型的燃煤发电厂的发电量，但对于海洋能工业来说，这已经是一个了不起的进步了。

麦克罗恩说：“最终，海洋能工业将起飞甚至腾飞，海洋中的能量不可胜数。”（刘霞）

1．潮汐能

所谓潮汐能，就是因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量。

潮汐能可以像水能和风能一样用来推动水磨、水车等，也可以用来发电。当前，潮汐能的主要功能就是发电。

世界最大的潮汐能源系统

利用潮汐能发电，首先要做的就是在海湾或河口建筑拦潮大坝。形成水库，在坝中修建机房，安装水轮发电机，利用水位差使海水带动水轮机发电。建成潮汐发电站后还有利于海产养殖业的发展。

世界上，潮汐能主要多分布在潮差较大的喇叭形海湾和河口地区，如加拿大的芬迪湾、巴西的亚马逊河口、南亚的恒河口和中国的钱塘江口等都蕴藏着大量的潮汐能。

我国海岸线的长度为1.8万公里，潮汐能资源十分丰富。在潮汐能资源的开发利用上，目前我国沿海地区已经修建了一些中小型潮汐发电站。在温岭江厦港，就有一座我国规模最大的潮汐发电站——江厦潮汐发电站，它还是世界第三、亚洲第一大潮汐发电站。潮汐发电站受潮水涨落的影响，具有很大的不稳定性，海水对水轮机及其金属构件的腐蚀及水库泥沙淤积问题都较严重。这些问题都是急需解决的，只有将这些做好，就能更好地利用潮汐能来发电。

2．波浪能

波浪能集有许多优点，比如能量密度高、分布面广泛。特别是在能源消耗多的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大，一直都吸引着沿海的能工巧匠们。他们想尽各种办法，期望能够驾驭海浪开辟新天地。

波浪能发电

波浪能电站

具体而言，波浪能就是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。海洋表面的海水受太阳辐射给予的热量，可以说它是世界最大的太阳能收集器。温暖的地表海水，造成与深海海水之间的温差，由于风吹过海洋时产生风波，这种风波在辽阔的海洋表面上，风能以自然储存于水中的方式进行能量转移，因此，说波浪能是太阳能的另一种浓缩形态，并不是没有道理的。

在所有海洋能源中，波浪能是最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它事实上是吸收了风能而形成的，它的能量传递速率与风速有一定关系，也和风与水相互作用的距离（即风区）有关。水团相对于海平面发生位移时，使波浪具有势能，而水质点的运动，则使波浪具有动能，从而使波浪能发挥出作用。

在风较多的沿海地带，波浪能的密度通常都很高。例如，英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区，有着十分有利的波候。而我国的浙江、福建、广东和台湾沿海的波能也较为丰富，在工业经济发展上功不可没。

波浪能之所以能够发电是通过波浪能装置，将波浪能首先转换为机械能，再最终转换成电能。这一技术源自于20世纪80年代初，西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验，但受客观条件和技术影响，所取得的效果效益有好有差。

3．海流能

简而言之，海流所存储的动能就是海流能。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。与波浪能相比，海流能的变化要平稳且有规律得多。海流能有着很大的开发价值。

海流能的利用方式主要是发电。1973年，美国研制出一种名为“科里奥利斯”的巨型海流发电装置。该装置为管道式水轮发电机。机组长l10米，管道口直径170米，安装在海面下30米处。在海流流速为2.3米/秒条件下，该装置获得8.3万千瓦的功率。此外，日本、加拿大也在大力研究试验海流发电技术。到目前为止，我国的海流发电研究也已经有样机进入中间试验阶段，发展前景不可限量。

相比陆地上的江河，利用海流发电要方便得多，它既不受洪水的威胁，又不受干旱的影响，几乎以常年不变的水量和一定的流速流动，为人类提供了可靠的能源。

利用海流发电，除了上面所说的类似江河电站管道导流的水轮机外，还有类似风车桨叶或风速计那样机械原理的装置。一种海流发电站，有许多转轮成串地安装在两个固定的浮体之间，在海流冲击下呈半环状张开，看上去很像花环，因此被称为花环式海流发电站，它是目前海流发电站的主要形式。

4．海洋温差能

海洋是一个巨大的吸热体，仔细观察不难发现，地球上的海洋除了南北的极地和部分浅海外，通常不会结冰，尤其是赤道附近的海域，海水表面温度几乎是恒温的，因此在描述海洋时人们都说它是温暖的。海洋深处的海水温度却很低，它一年四季温度只有摄氏几度，无论如何，太阳也没有办法把它晒热，这与海洋上层的温水比较，大约有20℃的温差。在热力学上，凡有温度差异都可用来作功，这就是我们所要讲的海洋温差能。

大多数情况下，海洋温差是指南纬25°至北纬32°之间海域中海水深层与表层的温度差。我国位于东半球，拥有较好的海洋温差条件，尤其是台湾附近海水温差更大，能够使人们得以很好地利用。

海洋温差能的主要功能就是利用温差发电。海洋温差发电主要采用两种循环系统，一种是开式，一种是闭式。在开式循环中，表层温海水在闪蒸蒸发器中，由于闪蒸而产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机做功后流入凝汽器，由来自海洋深层的冷海水将其冷却。在闭式循环中，来自海洋表层的温海水先在热交换器内将热量传给丙烷、氨等低沸点工质，使之蒸发，产生的蒸汽推动汽轮机做功后再由冷海水冷却。在这个循环的过程中，可以不断地将海水的温差变成电力，由此使发电成为实现。

4．海洋盐差能

所谓盐差能，就是指海水与淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。这种能量主要存在于河流与海洋的交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能源中密度最大的一种可再生能源。海洋盐差能可以用来发电在很久以前已被人们认识到。

其发电原理主要是：当把两种浓度不同的盐溶液盛在一个容器中时，浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散，一直到两者浓度达到一致。所以，盐差能发电，就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能，并将其转换为有效电能。有学者在经过详细的计算后发现在17℃时，如果有1摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去，就会释放出5500焦的能量来。由此专家设想到：只要有大量浓度不同的溶液可供混合，就一定会有巨大的能量释放出来。经过进一步计算还发现，如果利用海洋盐分的浓度差来发电，它的能量可排在海洋波浪发电能量之后，但又要大于海洋中的潮汐能和海流能。

利用盐差能发电有多种方式，比如有渗透压式、蒸汽压式和机械一化学式等，其中渗透压式方案获得了人们最大的重视。将一层半渗透膜放在不同盐度的两种海水之间，通过这个膜会产生一个压力梯度，迫使水从盐度低的一侧渗透到盐度高的一侧，从而稀释高盐度的水，直到膜两侧水的盐度变成一致。此压力称为渗透压，它与海水的盐浓度及温度有着很大的关联。

据估算，地球上存在的可利用的盐差能达26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。由此可见，海洋中蕴藏着巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就生生不息。作为新型的能源，海洋能源已吸引了全世界越来越多人的兴趣。